机械差速式管道机器人运动特性及仿真分析

针对支撑轮式管道机器人在过弯时驱动轮与管道内壁易发生打滑的问题,设计了一种可适应140～150 mm管内径的机械差速式管道机器人.对机器人的结构组成及驱动原理进行了介绍,建立了机器人变径支撑、越障条件及过弯阶段的理论模型.运用ADAMS软件对管道机器人进行运动仿真分析.结果表明,仿真数据与理论模型分析结果误差较小,验证了该机构的合理性.本文设计的机器人驱动轮在过弯时具有差速功能,避免了与管道内壁之间的打滑,提高了运动稳定性.     

变径蛇形管换热特性数值分析

主要针对变径蛇形管的换热特性进行研究,以联苯混合物导热油作为换热介质,分析变径蛇形管的换热特性、阻力特性以及综合性能.通过使用CFD软件对蛇形管内流体的换热性能进行数值分析,确定一种最好的变径方式.     

微型管内机器人的研究现状

在发电厂、核设施、化工、制冷等领域中,对微型管道进行检测和维修是一项至关重要的工作.微型管内机器人是微型机器人领域的一个重要的研究方向,使用微型管内机器人可以提高管道检测的效率和精确度.介绍了微型管内机器人的发展现状,分析了一些重要的设计思想和研究成果,进而总结了微型管内机器人的研究内容、发展方向与亟待解决的关键技术.     

火炮身管缠度在线检测系统设计分析

本文为火炮身管内膛缠度在线检测提供了一套切实可行的现代化的自动检测方案,并对该方案的电路检测系统做了详细的设计和论述.     

供水管道泄漏声信号特性

为了对供水管道泄漏声波信号进行检测,分析了管道泄漏声波的产生机理、检测原理和管道泄漏声波信号的频率特性及衰减特性.采用CS3型水听器在模拟供水管道的环境中进行管道泄漏实验,采用MATLAB软件对实验采集到的泄漏声波信号进行分析.结果表明,管道泄漏的声波是60~70Hz的低频信号,其中稳定泄漏和末端泄漏的衰减特性不同,实验结果证明了管内听音技术用于检测供水管道泄漏信号的准确性和该检测技术的可行性.     

低压输水管道施工工艺的改进

为了有效防止热胀冷缩和管内负压对低压输水管道造成的破坏现象,同时也为降低工程造价和简化施工工艺,对低压输水管道的钢塑接头和自动补气阀门进行了改进。     

身管内膛涂层界面裂纹的应力强度因子分析

针对火炮身管内膛的损伤、裂纹扩展及涂层剥落问题,基于断裂力学理论,结合有限元分析软件ANSYS对火炮身管内膛涂层界面裂纹进行仿真分析.应用APDL语言对内膛基体与涂层的界面裂纹结构进行参数化建模,对裂纹尖端应力场进行分析,探究不同裂纹尺寸、载荷等因素对界面裂纹扩展及I型、II型应力强度因子的影响.结果表明,I型、II型...     

圆管变径局部水头损失的数值模拟

管网布置及设计中,局部损失的计算非常重要,但由于其影响因素多,目前常采用经验值简化计算,误差较大.圆管变径是一种常见的管道连接方式,对其局部阻力影响因素进行研究有重要意义.通过采用数值模拟方法对供热管道设计中两次变径或跳径管段的局部水头损失进行数值模拟,绘制不同管径变化时跳径和两次变径的二维模型,分析研究了其阻力特性.模拟结果表明:相同管径和流量下,跳径的阻力损失总比两次变径的阻力损失大.     

浓相气力输送中变径管道优化设计方法的研究

针对浓相气力输送中由于气流速度过高所引起的管道磨损和物料品质降级等问题，提出了一种变径管道系统设计方法。基于变径管道与同径管道压力损失相同的变径原理，推导了变径管道设计参数的计算公式，给出了变径管道的弗劳德数法和临界速度法两种变径定位方法及管段结构参数的选择依据，并讨论了变径弯管渐扩渐缩和垂直下流管渐缩的特殊变径原理。实例计算结果表明，采用变径管道设计方法可以将管道终端的气流速度由26.40 m/s降低到7.28 m/s，系统的输送压力由0.65 MPa降低到0.36 MPa，系统的输送性能提高，能耗降低。     

直埋供热管道变径处的受力分析与保护

采用理论分析与工程实际相结合的方式,对直埋供热管道锚固段变径管及其两侧管段的受力分析研究,给出了一级变径、二级变径在不同压力下的最大允许的循环温差.研究结果表明:变径管的薄弱处位于变径管小头与小管的连接处,在最大允许循环温差下变径管不需要保护;对于处于过渡段的变径管,超过温差范围仍有可能不加保护,这与变径管所处过渡段的位置有关;除此之外的情况均需采取必要的保护措施.研究对工程实际具有一定的参考价值.     

靛蓝染液组分浓度在线检测系统

为实现靛蓝染液组分浓度的在线检测,提高检测的准确度和精确度,设计开发了采用电位滴定法在线实时检测靛蓝染液中各组分浓度的系统。系统以工控机为核心,基于研华板卡PCI1710,在C#环境下,实现工控机对设备的控制以及对检测数据的采集,采用二阶微商法确定电位滴定的终点。通过对检测结果的分析可知误差在2%以内,说明系统可以满足工业生产的需要。     

空间一维可展开桁架精度测量方法

结合空间一维可展开桁架结构特点,基于四象限探测器光斑中心位置检测原理,提出以准直激光束为测量基准的空间一维可展开桁架结构精度测量方法.应用该方法可以实现对空间一维可展开桁架各构架单元的扭转角、横向偏移量、纵向偏移量及桁架直线度装配精度的测量.提出四象限探测器二维平面标定方法,将探测器的工作范围扩大到3 mm×3 mm,探测器的测量精度提高到0.05 mm.运用设计的基于四象限探测器的激光准直测量方法对空间一维可展开桁架进行了精度测量实验,得到桁架各刚性框架的最大扭转角为0.133 3°,最大横向偏移量为1.200 8 mm,最大纵向偏移量为1.299 3 mm,桁架的直线度误差为1.090 6 mm,验证了所提出的空间一维可展开桁架精度测量方法的有效性.     

基于卡尔曼滤波的动平衡测量过程调节方法

针对目前所采用的消除动平衡机测量偏倚的定期重新标定方法将造成生产线不必要的停工,从而提高制造企业的生产成本问题,提出基于卡尔曼滤波的动平衡测量过程在线调节方法.利用泰勒展开方法对振动响应测量值进行坐标变换以消除观测方程的非线性.结合多变量统计过程控制(MSPC)对测量过程进行监控以检测测量偏倚,提出通过追踪状态参数变化对测量偏倚进行补偿的方法.通过对样机长期的状态监控数据对该方法进行验证.结果证明,该方法能够快速诊断出测量偏倚并对其进行准确的补偿,在保证测量系统精度的同时,最大限度地缩短停工时间.     

一种自动检测靶板角点的方法

靶板是立靶调炮速度测量系统的重要组成部分,针对传统的角点检测算法不能自动检测靶板角点的问题,提出了一种基于图像处理技术的靶板角点的检测方法。对CCD采集的靶板图像进行自适应平滑滤波提高图像信噪比,达到去除噪声和细节增强的目的,采用迭代式阈值分割算法分割靶板,通过形态学运算对分割后的像素点进行填充,利用连通域分析和链码法提取目标区域轮廓,利用多边形逼近算法对靶板轮廓进行逼近,利用逼近结果检测靶板角点。在CCD分辨率1280×1024,像元尺寸14μm,焦距50mm,测量距离5m的情况下,检测精度小于1.4mm,在立靶调炮速度测量中具有重要应用价值。     

基于iGPS和机器人的大尺寸接触式测量系统

针对传统大尺寸复杂曲面特征点坐标测量过程中存在的被测工件与测量系统进行坐标系统一时会存在较大偏差、被测工件在测量过程中易产生移动和深孔中心位置点无法准确测量等问题,设计了一种用于大尺寸复杂曲面特征点的坐标测量系统。首先,对手持框架和探针的结构进行了设计,使用iGPS定位系统和工业机器人搭建了测量系统。然后,采用微平面法对探针测头进行了补偿。测量系统可同时实现对大尺寸曲面上特征点三维坐标的自动化测量和动态测量。实验结果表明:采用微平面法的测头补偿误差不超过±0.2mm,深孔中心位置点的测量精度在±0.2mm左右,测量系统不确定度为0.279mm。测量系统可实现大型复杂曲面坐标的动态跟踪测量,且适用于带有深孔特征的曲面测量。     

一种内径尺寸光电非接触测量方法

基于光三角测量原理,提出了一种内径尺寸的非接触测量方法。对单光三角测量原理进行了分析,给出了相应的内径尺寸计算公式,并建立了解决单光三角法光探头偏心的数学模型。应用单光三角测量原理,结合半导体激光准直技术、现代传感技术、伺服控制技术和计算机技术研制了一种非接触式内径尺寸测量系统。论述了系统的组成和总体结构,并通过实验对系统的测量精度进行了验证。结果表明:测量系统分辨率可达0.01 mm,测量极限误差不大于0.03 mm,该测量方法是可行的。     

Optimal measurement configurations for kinematic calibration of six-DOF serial robot

An optimal measurement pose number searching method was designed to improve the pose selection method. Several optimal robot measurement configurations were added to an initial pre-selected optimal configuration set to establish a new configuration set for robot calibration one by one. The root mean squares (RMS) of the errors of each end-effector poses after being calibrated by these configuration sets were calculated. The optimal number of the configuration set corresponding to the least RMS of pose error was then obtained. Calibration based on those poses selected by this algorithm can get higher end-effector accuracy, meanwhile consumes less time. An optimal pose set including optimal 25 measurement configurations is found during the simulation. Tracking errors after calibration by using these poses are 1.54, 1.61 and 0.86 mm, and better than those before calibration which are 7.79, 7.62 and 8.29 mm, even better than those calibrated by the random method which are 2.22, 2.35 and 1.69 mm in directions X, Y and Z, respectively.     

相位测量轮廓术中一种快速的系统标定方法

传统的系统标定和相位测量是分开进行的,所测量的是物体相对于参考面的高度.提出一种快速的系统标定方法,用块规代替传统方法中由机械移动装置控制的标准平面,在块规表面采样标定点完成系统标定,实现系统标定与待测物相位测量的同步进行;当待测物支撑面与参考面不重合时,依然能准确测量物体相对支撑面的高度.对一高度为14.00 mm的立方块测量的结果显示,当其支撑面相对参考面发生纵向移动或倾斜时平均相对误差不高于1.35％,均方差小于0.15 mm.该方法简化了标定过程,在实际应用中更具普适性.     

石油类污染物红外吸收光谱法检测研究

红外吸收光谱法是测定水体石油类污染物的较好方法,由于充分考虑了烷烃和芳香烃的共同影响,测定结果误差较小。用红外吸收光谱法测量水中油污的含量,可比性、灵敏度高,抗干扰性强,测量矿物油结果不受油品种类影响,具有较高的精度,适用于地表水、地下水、生活污水、工业废水等石油类和动植物油类物质的测定。     

用于多光谱辐射测温的VNIR波段变焦镜头设计

采用多光谱辐射测温法对火工品燃烧温度进行检测时,要求热辐射系统同时能够成像,针对此要求对系统进行了设计。从测量参数约束出发,对变焦镜头主要参数、变焦方程以及各组元的基本参数进行了计算。依据变焦原理与变焦方程编写MATLAB分析程序,以正切差、视场角、系统总长为约束条件,综合考虑光焦度分配,以寻求最佳的结构参数,设计的变焦镜头可实现400~1700nm波段图像信号的传输。最后采用ZEMAX软件,分别在可见光和近红外波段进行优化设计和像质分析。可见光波段在满足视场要求的情况下,其各点传递函数均不小于0.5@100lp/mm,满足移动精度的要求。